Optimización por la metodología de superficie de respuesta de la fabricación de un material nanoestructurado compuesto de nanohilos de nylon con grafeno
DOI:
https://doi.org/10.21754/tecnia.v27i2.175Palabras clave:
superficie de respuesta, electrohilado, nanohilos de nylon, grafenoResumen
En el presente trabajo se llevaron a cabo dos diseños experimentales para la determinación de las condiciones óptimas de la fabricación de nanohilos de nylon y síntesis de grafeno, para lo cual se obtuvo: 0.68 M de (NH4)2SO4 y 11.45 V; 27 kV, 2.3 mL/h y 11.40 cm de distancia de la aguja al colector (cm); respectivamente. De esta manera, se produjeron electrohilos de nylon y grafeno, ambos de tamaño nanométrico. A partir de estos materiales se preparó un compósito nanohilos/grafeno, a las condiciones óptimas de fabricación. Los materiales obtenidos (nanohilos de nylon, grafeno y compósito) fueron caracterizados morfológica (SEM) y químicamente (FTIR, UV), comprobando su escala nanométrica, grupos funcionales y sus propiedades bloqueadoras de rayos UV. Es así, como este trabajo abre una nueva perspectiva al uso de nylon reciclado para la obtención de hilos electrohilados de diámetro nanométrico que pueden ser funcionalizados, en este caso con grafeno, y exhibir propiedades deseables en industrias tales como la textil, entre otras.
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[1] M. H. El-Newehy, S. S. Al-Deyab, E.-R. Kenawy, and A. Abdel-Megeed, "Nanospider Technology for the Production of Nylon-6 Nanofibers for Biomedical Applications," J. Nanomater., vol. 2011, pp. 1-8, 2011.
[2] S. Zhang, W. S. Shim, and J. Kim, "Design of ultra-fine nonwovens via electrospinning of Nylon 6: Spinning parameters and filtration efficiency," Mater. Des., vol. 30, no. 9, pp. 3659-3666, Oct. 2009.
[3] A. Pedicini and R. J. Farris, "Thermally induced color change in electrospun fiber mats," J. Polyrn. Sci. Part B Polym. Phys., vol.
, no. 5, pp. 752-757, Mar. 2004.
[4] J. Deitzel, "Electrospinning of polymer nanofibers with specific surface chemistry," Polymer (Guildf)., vol. 43, no. 3, pp. 1025-1029, Feb. 2002.
[5] R. Nirmala, R. Navamathavan, M. H. El-Newehy, and H. Y. Kim, "Preparation and electrical characterization of polyamide-6/chitosan composite nanofibers via electrospinning," Mater. Lett., vol. 65, no. 3, pp. 493-496, Feb. 2011.
[6] H. Fong, I. Chun, and D.. Reneker, "Beaded nanofibers formed during electrospinning," Polymer (Guildf)., vol. 40, no. 16, pp.
-4592, Jul. 1999.
[7] B. Yalcinkaya, F. Yener, O. Jirsak, and F. Cengiz-Callioglu, "On the Nature of Electric Current in the Electrospinning Process," J. Nanomater., vol. 2013, pp. 1-10, Nov. 2013-
[8] Y. J. Ryu, H. Y. Kim, K. H. Lee, H. C. Park, and D. R. Lee, "Transport properties of electrospun nylon 6 nonwoven mats,"Eur. Polym. J., vol. 39, no. 9, pp. 1883-1889, Sep. 2003.
[9] G. T. Kim, Y. C. Ahn, and J. K. Lee, "Characteristics of Nylon 6 nanofilter for removing ultra fine particles," Korean J. Chem.Eng, vol. 25, no. 2, pp. 368-372, 2008.
[10] A. Greiner and J. Wendorff, "Electrospinning: A Fascinating Method for the Preparation of Ultrathin Fibers," Angew.Chemie Int. Ed., vol. 46, no. 30, pp. 5670-5703, Jul. 2007.
[11] D. Li and Y. Xia, "Electrospinning of Nanofibers: Reinventing the Wheel?," Adv. Mater., vol. 16, no. 14, pp. 1151-1170, Jul. 2004.
[12] X. Ji, Y. Xu, W. Zhang, L Cui, and J. Liu, "Review of functionalization, structure and properties of graphene/polymer composite fibers." Compos. Part A Appl. Sci. Manuf., vol. 87, pp. 29-45, 2016.
[13] Research and markets, "Nylon Chain Report 2013-Research and Markets."Available: https://[Online].www.researchandmarkets.com/reports/2733127/nylon_chain_report_2013. [Accessed: 19-Jun-2017].
[14] S. Spadea, I. Farina, A. Carrafiello, and F. Fraternali, "Recyclednylon fibers as cement mortar reinforcement," Constr. Build.
Mater., vol. 8c, pp. 200-209, Apr. 2015.
[15] F. Lv, D. Yao, Y. Wang, C. Wang, P. Zhu, and Y. Hong, "Recycling of waste nylon 6/spandex blended fabrics by melt processing,"
Compos. Part B Eng., vol. 77, pp. 232-237, Aug. 2015.
[16] N. Feng, X. Wang, and D. Wu, "Surface modification of recycled carbon fiber?and its reinforcement effect on nylon 6
composites: and?crystallization behaviors," Curr. Appl. Phys., vol. 13, no. 9,morphology pp. 2038-2050, Nov. 2013. Mechanical properties,
[17] M. W. Duch and A. M. Allgeier, "Deactivation of nitrile hydrogenation catalysts: New mechanistic insight from a nylon recycle process," Appl. Catal. A Gen., vol. 318, pp. 190-198, Feb.2007.
[18] W. S. Rasband, "ImageJ, U. S. National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA." [Online]. Available: https://imagej.nih.gov/ij/.
[19] K. Parvez et al., "Exfoliation of graphite into graphene in aqueous solutions of inorganic salts," J. Am. Chem. Soc., vol. 136, no. 16, pp. 6083-6091, 2014.
[20] J. Charles, G. R. Ramkumaar, S. Azhagiri, and S. Gunasekaran, "FTIR and thermal studies on nylon-66 and 30% glass fibre reinforced nylon-66," J. Chem., vol. 6, no. 1, pp. 23-33, 2009.
[21] R. 1. Jibrael and M. K. A. Mohammed, "Production of graphene powder by electrochemical exfoliation of graphite electrodes immersed in aqueous solution," Opt-Int. J. Light Electron Opt., vol. 127, no. 16, pp. 6384-6389, Aug. 2016.
[22] N. 1. Zaaba, K. L Foo, U. Hashim, S. J. Tan, W.-W. Liu, and C. H. Voon, "Synthesis of Graphene Oxide using Modified Hummers
Method: Solvent Influence," Procedia Eng., vol. 184, pp. 469-477, 2017.
[23] M. Aldosari, A. Othman, and E. Alsharaeh, “Synthesis and Characterization of the in Situ Bulk Polymerization of PMMA Containing Graphene Sheets Using Microwave Irradiation,"Molecules, vol. 18, no. 3, pp. 3152-3167, Mar. 2013.
[24] S. Bykkam, V. K. Rao, S. C. Chakra, and T. Thunugunta, "SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF GRAPHENE OXIDE AND ITS ANTIMICROBIAL ACTIVITY AGAINST Klebseilla AND Staphylococus," Int. J. Adv. Biotechnol. Res., vol. 4. no. 1, pp. 2278-599, 2013-
[25] H. R. Pant et al., "Electrospun nylon-6 spider-net like nanofiber mat containing TiO₂ nanoparticles: A multifunctional nanocomposite textile material," J. Hazard. Mater., vol. 185, no.1, pp. 124-130, Jan. 2011.
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